Занятие 6. Планирование IP-маршрутизации

IP-маршрутизатор — это устройство или программа, соединяющее две ЛВС и ретранслирующее данные между ними. При проектировании сетевой инфраструктуры необходимо решить, сколько ЛВС будет в составе объединенной сети, и как они будут соединены. При проектировании небольшой сети о маршрутизации можно не беспокоиться, так как в этом случае все компьютеры сети находятся в одной ЛВС. Однако для больших и средних сетей такое решение неприемлемо, поскольку они состоят из нескольких ЛВС, соединенных так, чтобы любые компьютеры могли взаимодействовать друг с другом.

Схема IP-маршрутизации может быть простой или сложной в зависимости от организации сети, числа ЛВС в ее составе и способа их соединения. В большой сети может быть единственный маршрутизатор, который соединяет ее с сетью ISP, обеспечивая доступ в Интернет. Отдельные ЛВС в большой сети также могут соединяться через маршрутизаторы. Примером предельной маршрутизируемой сети является Интернет, который состоит из тысяч сетей, соединенных тысячами маршрутизаторов.

Обычно в схеме IP-маршрутизации указывают число ЛВС в сети, способ их соединения, а также тип маршрутизаторов и способ получения ими данных, необходимых для передачи пакетов по назначению.

Введение в iр- маршрутизацию

Дейтаграмма из любого пакета, который передает компьютер сети TCP/IP, содержит IP- адреса отправителя и получателя. Если адрес назначения принадлежит той же ЛВС, что и адрес отправителя, пакет направляется прямо к адресату. Если же получатель пакета находится в другой сети, то отправитель передаст пакет не ему, а маршрутизатору, который называется основным шлюзом (default gateway) данного компьютера (в терминологии TCP/IP шлюз и маршрутизатор — синонимы). Адрес основного шлюза указывается вместе с IP-адресом и другими параметрами при настройке TCP/IP на компьютере.

Основной шлюз — это интерфейс между сетью, в которой находится отправитель пакета, и остальными сетями. Получив пакет, маршрутизатор, назначенный основным шлюзом, читает адрес назначения и пытается найти его в своей таблице маршрутизации. Таблица маршрутизации (routing table) представляет собой список адресов назначения с информацией, необходимой для доставки пакетов по этим адресам. Пользуясь информацией из своей таблицы, маршрутизатор определяет, куда следует передать пакет. Маршрутизатор может передать пакет непосредственно адресату (если этот маршрутизатор является интерфейсом сети назначения) либо другому маршрутизатору, где этот процесс повторяется. На пути к адресату в частной сети пакеты могут пройти несколько маршрутизаторов, а в Интернете — несколько десятков.

Совет Для просмотра списка маршрутизаторов на пути от вашего компьютера до другого компьютера с заданным адресом можно воспользоваться утилитой traceroute, которая есть почти во всех реализациях TCP/IP. На компьютерах под управлением ОС Windows эта утилита называется Tracert.exe. Вызовите окно командной строки и введите команду tracert {address}, где address — IP-адрес компьютера назначения.

Маршрутизаторы получают информацию для своих таблиц маршрутизации двумя способами. Ее вводит вручную администратор, и этот метод называется статической маршрутизацией (static routing), либо маршрутизатор собирает ее автоматически с использованием специализированного протокола маршрутизации — это динамическая маршрутизация (dynamic routing). У маршрутизаторов Интернета таблицы маршрутизации могут быть длинными и сложными, а в частной сети — простыми.

Создание лвс

Локальные сети Ethernet, как правило, определяют в терминах доменов широковещательной рассылки и областей коллизий.

• Домен широковещательной рассылки (broadcast domain) — это группа компьютеров, способных получать широковещательные сообщения, генерируемые любым компьютером этой группы. Если любой из ста компьютеров, соединенных через концентраторы Ethernet, сгенерирует широковещательную рассылку, то ее получат все остальные компьютеры этой группы.

• Область коллизий (collision domain) — это группа компьютеров, соединенных так, что одновременная передача любыми двумя из этой группы вызывает коллизию. В результате коллизии оба пакета теряются, и компьютерам приходится передавать их заново.

Любые две ЛВС, соединенные через маршрутизатор, представляют собой два отдельных домена широковещательной рассылки, поскольку маршрутизаторы не ретранслируют широковещательные сообщения между сетями. Эти сети также представляют две области коллизий, поскольку пакеты могут сталкиваться только в пределах одной сети.

Совет Частную сеть делят на несколько ЛВС, чтобы разбить ее на отдельные домены широковещательной рассылки и области коллизий.

Если объединить в одну ЛВС несколько тысяч компьютеров, то в такой сети каждый компьютер будет тратить массу времени на обработку широковещательных сообщений. Кроме того, в такой сети нередки коллизии, так как множество компьютеров, конкурируя за среду передачи, будут пытаться одновременно передавать данные. Чем чаще возникают коллизии, тем больше пакетов приходится передавать повторно, и в результате получается медленная неэффективная сеть. Разделив сеть на несколько ЛВС, вы создадите несколько изолированных доменов широковещательной рассылки и областей коллизий. Это уменьшит как число широковещательных сообщений, которые придется обрабатывать каждому компьютеру, так и число коллизий.